Úterý, 19. března 2024

Jak se toxický arzen hromadí v rostlinách?

Arzen je prvek vysoce toxický nejen pro rostliny, ale i zvířata a člověka.

Jak se toxický arzen hromadí v rostlinách?

Přirozeně se vyskytuje v půdě v koncentracích 0.01 až 3 mikromoly na litr, která ještě nevadí. Pokud se ale jeho množství zvýší na 5 mikromolů na litr, začíná být problém vážný. Ke zvýšení jeho koncentrace přitom nemusí přispět jenom člověk (např. těžbou), ale často i přírodní procesy (zvětrávání, vymývání). Zejména na indickém subkontinentě je možné naměřit i hodnoty daleko vyšší. Zjistit, jakým způsobem přesně arzen na organizmy působí v koncentracích, které se jen málo liší od přirozených, je přitom prvním krokem k nalezení nějakého udržitelného řešení.

Tento důležitý první krok se poprvé povedl právě vědeckému týmu pod vedením prof. Küppera (UMBR) v projektu, který v jeho skupině založil dr. Mishra (nyní v NationalBotanicalResearch Institute, Lucknow, Indie). Ke studii si vybral růžkatec ponořený, nenáročnou splývavou vodní rostlinu známou hlavně akvaristům. Zároveň je růžkatec i dobrým ukazatelem koncentrace arzenu v prostředí. Aby mohl tým sledovat, jakými cestami arzen v rostlině putuje, bylo třeba jeho výskyt sledovat doslova s mikrometrovou přesností. A k tomu bylo nutné využít zařízení nejsilnějšího vědeckého "rentgenu" na Zemi - přístroje poeticky nazvaného PETRA III v německém elektronovém synchrotronovém centru (DESY). Do roku 1978 to byl vlastně největší urychlovač na světě sloužící fyzikálnímu výzkumu. Poté už ale nestačil zvyšujícím se nárokům fyziků a z pozice před-urychlovače (pro ještě větší urychlovač) byl nakonec předělán na přístroj, který umí vytvořit rentgenový paprsek 5000 krát slabší než lidský vlas.

Teprve pomocí tohoto přístroje bylo možné určit přesný osud arzenu v rostlinných buňkách. Překvapivě se ukázalo, že se nejprve hromadí v buněčném jádře a odtud pak (při vyšších koncentracích) proniká i do vakuol a sousedních buněk. Tento objev má zásadní význam pro pochopení účinků arzenu, částečně arzen nějakým způsobem blokuje buněčné enzymy - např. navázáním se na ně. Pokud ale proniká až do buněčného jádra, může se začleňovat do DNA místo "podobného" fosforu a tím způsobovat genetické mutace přímo. Z hlediska konečného výsledku je to možná jen nepatrný detail, z hlediska funkce buněk a případné ochrany proti arzenu je to ale zcela zásadní rozdíl. Výzkumníci nyní chystají ověření svých výsledků i na jiných rostlinách a podrobnější výzkum toho, jakým způsobem se buňka s arzenem v jádře vypořádává.

Na obrázku: Rentgenový snímek řezu jehličkou růžkatce (Ceratophyllum demersum) prokázal hromadění arzenu v jádrech buněk pokožky.

Sdílet článek na sociálních sítích

Partneři

Asekol - zpětný odběr vysloužilého elektrozařízení
Ekolamp - zpětný odběr světelných zdrojů
ELEKTROWIN - kolektivní systém svetelné zdroje, elektronická zařízení
EKO-KOM - systém sběru a recyklace obalových odpadů
INISOFT - software pro odpady a životní prostředí
ELKOPLAST CZ, s.r.o. - česká rodinná výrobní společnost která působí především v oblasti odpadového hospodářství a hospodaření s vodou
NEVAJGLUJ a.s. - kolektivní systém pro plnění povinností pro tabákové výrobky s filtry a filtry uváděné na trh pro použití v kombinaci s tabákovými výrobky
E.ON Energy Globe oceňuje projekty a nápady, které pomáhají šetřit přírodu a energii
Ukliďme Česko - dobrovolnické úklidy
Kam s ním? - snadné a rychlé vyhledání míst ve vašem okolí, kde se můžete legálně zbavit nechtěných věcí a odpadů